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串联谐振耐压装置的工作原理是什么
2021-09-28

串联谐振耐压装置工作原理分析:


1、串联谐振耐压装置系统介绍


变频串联谐振试验设备是根据电感器的原理和电缆的电容来产生高压的。典型串联谐振耐压装置系统的简化电路,可调自耦变压器T1为励磁变压器T2提供可变工作电压,T2提供谐振电路电源,并将测试电路与电源电路隔离。电容器C表示试验电容及其并联电容,如分压电容、套管电容等。电感L表示电容C的电容电抗偏移时,电感L被调整到电路谐振状态的可变电抗器。


串联谐振耐压装置


在谐振状态下对于高质量的容性负载,典型系统的Q值在50-80之间,谐振状态下,谐振回路中的电流I与励磁变压器的电压U同相,因此,输入功率是存储功率P,即cosφ=1,P=uicosφ=UI。


在谐振状态下,电容负载C上的无功功率Wc为 Wc=UcI=QUI=QP


因此,将断路器、电压调节器、接触器等电元件的额定容量降低到所需功率的1/Q,大大降低了供电系统的要求。


2、变频串联谐振畸变


假设输入电压在稳态条件下无失真,电压增益函数Uc与U的比值可表示为该函数可以简化成式中:为输入电源频率的谐波(n>;l)


因此,当变频串联谐振电路在输入功率频率(n=1)调谐时,会产生较大的电压增益,从而减小输入功率频率谐波对系统的影响。该系列谐振回路的典型谐波失真水平完全低于0。5%。


3、串联谐振耐压装置系统的暂态计算


在变频串联谐振电路中,由闪络引起的消弧引起的输出电压恢复率很慢。恢复电压可以表示如下:


从电弧熄灭的瞬间开始计算时间t,可将指数ωt/2Q改写成闪络周波数N的变量 ωt/2Q=Nπ/Q。


当nπ/Q≈3或n≈Q时,式中给出的电压Uc(T)将返回原始值的96%。因此,在一次闪络之后,电源需要大约Q周波才能将负载电容充电到全电压。一般来说,试验装置的过载保护在达到该值之前就已投入运行。


4、串联谐振试验装置系统的调谐


通过调整堆芯的气隙,使堆芯完全关闭时的电感从最大值持续变化到堆芯完全打开时的最小值(通常,电抗器可以在4%~90%的堆芯气隙范围内调谐)。当电抗器电感等于电路电容时,系统达到谐振。在这里ωL=1/ωC 式中:l为电抗器电感;c为负载电容;ω为角频率(ω=2πf,f为输入电源频率)。

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